王可[1]2001年在《MH-Ni电池若干关键性能的研究》文中认为金属氢化物/镍蓄电池（MH/Ni）因消除了镉污染、具有高能量密度、耐过充放和与镉镍电池可替换等优点而受到国内外化学电源领域的高度重视。本文针对MH-Ni电池1C充放电循环寿命较短的问题，分别考察了泡沫镍电极和贮氢合金电极的循环性能。检测循环前后贮氢合金的化学组成以及粒度的变化，简单分析贮氢合金性能衰减的规律。研究了循环前后AA型MH-Ni电池不同培率放电容量、内阻、充放电贮备容量和内压等性能的变化。结果表明电池循环初期的性能下降主要是隔膜性能较差引起的。改进后的MH-Ni电池有较好的循环性能，1C充放电循环500次后容量衰减仅15％。 研究了MH电极填充密度、改变封口活化工艺以及电池结构重新设计和负极添加剂对电池内压特性的影响。使Sc型MH-Ni电池2C（5A）充电40min时的内压由原来的1.8MPa下降到0.67MPa。 通过减少非活性物质量、降低隔膜厚度和上移滚槽尺寸等措施实现了AA型MH-Ni电池的高容量。0.2C容量≥1600mAh，1C、3C容量≥1500mAh。 确定EDTA二钠改善贮氢合金表面特性的最佳条件：处理液pH≈7、温度80℃、时间8h。处理后的合金经XPS分析证明表面有较低的氧含量，制成的MH电极在充放电时具有更小的极化。 设计并制备40Ah方型MH-Ni动力电池，实现了方型电池的封口化成。并检测了该电池常温和低温-18℃下不同倍率的放电特性、自放电性能和循环特性。电池的体积比能量为232.8Wh/L，重量比能量为66.2Wh/kg，自放电率约为15％。 检测了不同型号MH-Ni电池的低温性能，并研究了混合电解液、不同负极容量与正极容量比对低温性能的影响。通过降低负极的厚度和提高负极的充电态容量改善了D型MH-Ni电池的低温性能，-34℃、0.4C放电容量占常温容量的百分数从72.2％提高到80.8％，且放电平台提高40mV。
吴伯荣[2]2000年在《电动车用MH-Ni动力电池》文中研究指明对近年来电动车用MHNi动力电池开发动向进行了简要综述。从动力电池角度而言,MHNi电池与现有正开发的各种电池相比,具有更强的现实应用性,其比能量已与锂离子电池水平相当,体积比功率甚至高于锂离子电池水平;从发展态势上看,MHNi动力电池主要有适合纯电动车用的高能MHNi动力电池和适合混合动力车使用的高功率MHNi动力电池,不同类型的动力电池有着不同的电池结构设计及电极组成。与此同时,对构成其电极的活性物质成分、一些改性措施及存在的问题、发展趋势及国内MHNi动力电池发展等进行了评述
侯宪鲁, 南俊民, 韩东梅, 赵军锋[3]2004年在《高倍率A型MH-Ni电池的制备及其性能》文中指出试制了额定容量为2400mA·h的高倍率A型MHNi电池,其中,通过采用在电池极芯端使用端面焊集流片,以及优化极板的尺寸、隔膜材质和电解液的组成等方法来提高电池的放电性能,并在正极活性物质中加入添加剂来提高电池的高倍充电接受能力。测试结果表明,综合以上条件所制备的电池有较低的内阻和大于300次的充放电循环寿命,电池的10C放电容量可达2300mA·h以上,2C充电接受能力为02C充电时的95%以上,电池可满足大电流充放电的使用要求。
陈雨婷[4]2008年在《储氢合金电极中添加碳纳米管对镍氢电池性能的影响》文中指出本文通过在镍氢电池的负极中添加适量的碳纳米管(CarbonNanotubes,CNTs),制备碳纳米管复合电极片,并制成两电极体系,叁电极体系,AA型镍氢电池,SC镍氢型电池,研究其电化学性能、内阻、容量、高倍率放电性能和循环寿命等。结果表明在镍氢电池的负极中添加适量的碳纳米管有利于提高电池的综合性能,尤其是可以改善电池的大电流放电性能和循环稳定性。采用叁电极体系研究碳纳米管复合电极在不同扫速,不同循环次数,不同碳纳米管添加量时的循环伏安性能和交流阻抗性能,实验中扫速分别为1mV/s、3mV/s、5mV/s时,复合极片的碳纳米管添加量分别为5%、3%、0.8%。用循环伏安法和交流阻抗法测试了极片在不同条件下的电化学性能,发现随着扫描速度的增加,电极的可逆性越来越差。电极都需要一个活化过程,但是纯储氢合金的循环伏安曲线面积比掺碳管的极片小,说明添加了碳纳米管的复合极片具有较高的容量,也就是说随着碳纳米管的加入,极片的氧化峰值和还原峰值都会变大,其循环伏安曲线面积也会变大,复合电极极片的电流峰的宽度明显增大了,呈现较好的循环伏安特性。而且当添加碳纳米管含量为0.8%时阻抗最小,未添加碳纳米管和添加过多的碳纳米管(3%和5%)的极片的阻抗都较大。分别制备含量为0.2%、0.5%、0.7%、0.8%、0.9%、1%和3%的CNTs/LaNi_5复合电极,制成两电极体系,用BS9300测试柜进行循环充放电测试,发现复合碳纳米管电极片比纯储氢合金电极片的放电性能好,尤其是大电流条件下,在1000mA放电条件下,纯储氢电极片的放电终止容量只有99.92mAh,放电终止电压为1.03V,而添加了0.8%CNTs的碳纳米管复合电极片达到了124.9 mAh,放电终止电压为1.11V。制作AA型镍氢电池来讨论电极的充放电、容量性能以及内阻。实验结果表明负极中碳纳米管含量为0.5%和1.0%的电池具有比较高的容量和较好放电曲线。当碳纳米管添加量为0.5%和1.0%时,电池的容量分别为2341.22mAh和2299.67mAh,放电平台电压分别为1.291V和1.206V。但是当碳纳米管添加量为3.0%时,其放电曲线反而变差,容量也降低,容量只有1936mAh,说明碳纳米管并不是添加量越高越好。在SC型镍氢电池中加入碳纳米管含量为0.8%(W)时电池的综合性能最好,其最高容量达到3369mAh,2C(6000mA)循环600次后容量仍然保持3280 mAh(97%DOD(放电深度))以上,5C(15000mA)循环180次容量仍然有2850mAh(89.1%DOD)以上。
翟海军[5]2002年在《掺杂α-Ni(OH)_2的合成及其电化学性能研究》文中研究表明Ni-MH电池作为一种高比能量的二次电池具有广泛的应用前景，目前国内外对Ni-MH电池的研究和开发都给予了极大的关注。氢氧化镍是Ni-MH电池的正极活性物质。本文用化学共沉淀法合成了掺杂α-Ni(OH)_2，探讨了合成工艺条件对产品性能的影响；测定了在不同倍率的充放电制度下各掺杂镍电极的放电容量、放电平台电压和活性物质利用率；考察了各掺杂元素对掺杂α-Ni(OH)_2性能的影响；通过对掺杂α-Ni(OH)_2粉末微电极的电化学测试，研究了α-Ni(OH)_2电极的电化学特性。测定了掺杂Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)、Fe~(2+)、Co~(2+)、Fe~(3+)、Mn~(3+)、Al~(3+)和Co~(3+)的氢氧化镍电极的充放电性能，结果表明掺杂叁价金属元素普遍比掺杂二价金属元素好，因此本文选择了掺杂Al~(3+)，并且对掺杂α-Ni(OH)_2样品进行一系列的研究。 掺杂α-Ni(OH)_2的合成实验结果表明：反应工艺条件中pH值对产品性能的影响很大，pH值低，产品疏松，振实密度小，pH=12时可以制备出性能优良的掺杂α-Ni(OH)_2，除此之外，掺杂元素含量也是一个重要影响因素，掺杂20％以上才能得到纯α型结构的氢氧化镍，其它工艺条件如反应温度、陈化温度等等对产品性能的影响不太明显，一般容量变化只在几毫安时/克之间变化。 掺杂α-Ni(OH)_2粉末微电极的循环伏安曲线表明：随着扫描速度从1mv/s到10mv/s范围内的增大，阳极峰朝正方向移动，阴极峰朝负方向移动，并且阳极峰电流中与扫描速度的平方根V~(1、2)具有很好的线性关系。它的质子扩散系数D°为2.35×10~(-10)，与β-球型氢氧化镍的质子扩散系数D°=3.80×10~(-10)相接近。 不同荷电态电池的Nyqnist图表明：它们在高频端出现代表电化学极化阻抗的圆弧，低频端出现代表扩散过程Warburg阻抗的直线。并采用Boukamp的EQUIVCRT.PAS软件对阻抗谱图进行数据处理。
刘云建[6]2009年在《锂离子动力电池的制作与性能研究》文中认为本文在综合评述了锂离子动力电池的研究现状的基础上,系统地研究了锰酸锂和磷酸铁锂电池动力电池的制作与性能,通过对锂离子电池正极、负极和电解液等关键材料进行表征和分析,研究和改进锰酸锂电池的电化学性能、储存性能和安全性能及机理,研究了磷酸铁锂电池的制作和性能及作用机理。系统地比较研究了几种不同LiMn_2O_4、负极和电解液样品的结构与性能。最后选取了合适的LiMn_2O_4,石墨以及电解液作为锰酸锂电池的关键材料。电极容量比分别为1.33、1.19和1.08的锰酸锂电池中LiMn_2O_4放电比容量分别为101,105和107mAh/g。170次循环容量保持率分别为87.3,85.4和84.1%。在电池正极组分中添加2%的Li_2CO_3,MgO和LiF,LiMn_2O_4的放电比容量分别为106.1,107.2和107.5mAh/g。100次循环容量保持率分别为90.8、91.8和93%。LiF的含量为2%时效果最佳。当正极极片面密度为2.5 g/dm~2,导电剂含量为3%时,20C放电容量为1C放电容量的94.1%。1C充5C放100次循环容量保持率为92%。配置EC:EMC:E=2:7:1,lmol/L LiPF_6的低温功能电解液,研究发现在-40℃下,以0.2和1C放电,分别放出常温容量的81.1和63.4%。锰酸锂电池半荷电储存一个月后容量恢复率为96.3%,100次循环容量保持率达到94.1%。通过XRD、SEM、TEM和XPS研究表明,储存后MnO_2、R-CO_3Li、Li_2CO_3、LiF和Li_xPF_y等共同组成正极表面钝化膜,LiMn_2O_4晶格发生氧缺陷现象。储存前后LiMn_2O_4电极峰电流分别为0.55和0.36mA,电极和电解液界面的吸附双电层阻抗分别为20.28和53.3 1Ω。LiMn_2O_4的交换电流密度为0.69和1.01mA/cm~2。负极SEI膜增厚并变致密,阻抗由183.1增大到310Ω。储存后电解液中LiPF_6发生了一定程度的分解,溶剂被氧化生成小分子物质。电极表面极化、正极材料中Mn溶解以及氧缺陷、SEI膜增厚所消耗的活性锂、电解液的分解和氧化是导致储存后锰酸锂电池储存后容量衰减的主要原因。高温储存研究发现锰酸锂电池在第一天内容量损失最大,此后每天损失的容量逐步减少。锰酸锂电池的循环稳定性的改善程度随着储存时间的延长而增加。随着储存时间的增加,正极表面钝化膜不断增厚,LiMn_2O_4晶格不断发生收缩并变稳定,颗粒/电解液界面积减小,电极氧化性减弱,从而导致容量衰减变慢。放电态和满电态下储存锰酸锂电池容量恢复率分别为99.2%和93.5%。满电态下储存的锰酸锂电池循环稳定性改善最大。荷电态对储存后容量衰减的影响主要是由Mn溶解量的不同以及储存后正极表面极化不同而引起的。随着荷电态的增加,Mn~(4+)可能先被还原成Mn~(3+),进而发生歧化反应生成Mn~(2+),从而导致容量衰减增大。正极表面钝化膜将LiMn_2O_4材料与电解液分隔开;LiMn_2O_4的晶格收缩,稳定性增强;负极SEI不断地增厚和变致密可能是储存后锰酸锂电池的循环稳定性改善的原因。在锰酸锂正极中添加LiF,半荷电储存后电池的容量恢复率从96.3%提高到98%。研究表明LiF能够有效地抑制Mn的溶解并且降低储存后正极表面的阻抗。锰酸锂电池(347080-16Ah)在热冲击、穿刺、短路安全测试下未爆炸。3C/10V过充测试电池发生爆炸,电池表面最高温度达到290℃。爆炸后粉末的主要成分为C、MnO和Li_2CO_3。当电压达到5.0V,正极材料表面出现了大量的裂缝。裂缝的出现导致过充后期电压和温度急剧上升直至爆炸。采用Al_2O_3包覆的LiMn_2O_4制作锰酸锂电池,经过3C/10V过充后不爆炸、不起火。研究比较了3种不同LiFePO_4的结构与性能。研究了碳纳米管(CNT)对磷酸铁锂电池性能的影响。添加CNT后,1C/0.1C的放电比容量比值由原来的92.1提高到96.3%,0.1C的放电容量都为124mAh/g;磷酸铁锂电极的电荷反应阻抗由173.1Ω减小为36.88Ω,极化减小,电池200次循环容量保持率由原来的93.7提高到96.6%。采用PVDF和LA133为粘结剂的LiFePO_4的1/3C放电比容量分别为124和120mAh/g。200次循环容量保持率分别为96.3%和93.2%。采用两种LiFePO_4复配体系,制作347080磷酸铁锂动力电池。10C/1C的放电容量比值为95.9%,3C充电10C放40次循环容量保持率为96.9%。磷酸铁锂电池在热冲击、过充、穿刺、短路等滥用条件下均未发生爆炸起火现象。
邢政良, 李国勋, 萧今声, 王超群[7]2000年在《MH-Ni电池1.2V放电电压平台的电化学研究》文中指出MHNi电池放电电压平台是一个十分复杂的问题,涉及电极材料、制作工艺及添加剂等多种因素。由于MHNi电池工作机理是基于电化学反应过程,因此这些因素的影响最终会通过电化学反应反映到电池的放电性能上。从电化学角度利用暂态测试技术———电流阶跃法对MHNi电池放电过程中影响电压变化的因素进行了研究,初步弄清了造成MHNi电池1.2V电压平台衰减的电化学原因。结果表明,MHNi电池的重要电化学参数———欧姆内阻与放电电压平台有着重要关系。不同欧姆内阻的MHNi电池,其1.2V放电电压平台衰减规律不尽相同。对于欧姆内阻较小的电池,1.2V放电电压平台主要由非欧姆极化控制;欧姆内阻较大的电池,1.2V放电电压平台主要由欧姆极化控制;欧姆内阻介于二者之间时,1.2V放电电压平台由欧姆极化和非欧姆极化联合控制。研究中还发现,放电进入末期时,MHNi电池的非欧姆极化急剧上升导致电池电压迅速下降到放电截止电压,使电池终止放电
原鲜霞[8]2002年在《MH-Ni电池用AB_5型贮氢合金电化学行为的研究》文中研究说明AB_5型稀土镍系贮氢合金由于具有优良的性能价格比，是目前MH-Ni电池生产中实际应用最为广泛的负极材料，其近年来的发展虽然已取得了很大的进展，但仍存在一定的不足。本论文兼顾基础理论研究和实用化研究两个方面，对AB_5型贮氢合金的电化学性能进行了系统的研究。 在深入理解文献中用到的各种测量贮氢合金中氢的扩散系数的电化学方法的基本原理的基础上，通过用这些方法测量不同状态和不同温度下贮氢合金MlNi_(3.75)Co_(0.65)Mn_(0.4)Al_(0.2)中氢的扩散系数，从理论和实验两个方面对这些方法进行了比较和讨论，并对由美国南卡罗莱纳大学的White教授和Haran博士提出的、存在多解问题的、用扩散阻抗的过渡区求贮氢合金中氢的扩散系数的方法进行了修正。 在-20～85℃的范围内系统地研究了温度对贮氢合金MlNi_(3.75)Co_(0.65)Mn_(0.4)Al_(0.2)的电化学动力学性能和氢扩散行为的影响。结果表明，随着温度的升高，该贮氢合金电化学吸放氢的速度加快、可逆性提高，氢在其中的扩散速度加快。50％DOD的该贮氢合金电极电化学反应过程的活化能为28.1kJ·mol~(-1)，氢扩散的活化能在19.87～20.59kJ·mol~(-1)的范围。 在平均粒径为25.5～154.7μm的范围内系统地研究了粒度对贮氢合金MlNi_(3.75)Co_(0.65)Mn_(0.4)Al_(0.2)电化学性能的影响。结果表明，合金的粒度越小，首次放电容量越大，活化速度越快，但活化后的饱和容量随合金粒度的增大而增加。放电电流越大，粒度对合金电化学性能的影响越明显。测试的环境温度不同，粒度对贮氢合金电化学性能的影响也不同。均匀的粒度分布有利于提高贮氢合金的放电容量。由不同粒度的合金按一定的比例组成的混合粉的放电容量小于纯的大颗粒粉的放电容量，而且随其中大颗粒合金含量的增加而增大，但与纯的小颗粒合金的放电容量的关系比较复杂。混合粉的容量衰减速度比两种纯粉的容量衰减速度都要快。 系统地研究了A侧稀土组成对贮氢合金La_(0.8(1-x))Ce_(0.8x)(PrNd)_(0.2)B_5(B_5=Ni_(3.55)Co_(0.75)Mn_(0.4)Al_(0.3))的组织结构、热力学性能、电化学性能和动力学性能的影响。结果表明，Ce含量的不同虽使合金的晶胞参数和晶胞体积有所变化，但其组织结构仍保持CaCu_5单相。随着Ce含量的增加，合金的吸放氢平台压力升高，滞后效应减小，吸氢量减小，氢化物的热力学稳定性变差。在电化学性能方面，合金的活化速度受其中Ce含量的影响很小，Ce含量的增加虽使合金的放电容量有所降低，但可以明显地提高合金的放电电压平台、改善合金的高倍率放电性能和动力学性能。 首次将常用于腐蚀领域的电化学噪音技术应用于AB_5型贮氢合金的研究，初 MHNi电池用AB；型贮氢合金电化学行为的研究步探索了贮氢合金MN～厂＊。＊N。川N的电化学噪音与其放电深度的对应夫系。结果表明，不同状态的贮氢合金有不同的电化学噪音，但其PDS（功率密度谱）曲线均由低频区的白噪音和高频区的几噪音（闪烁噪音）组成。闪烁噪音的斜率 a＄0噪音功率 P随电极状态变化的规律正好相反。
陈景贵[9]2000年在《跨入新世纪的中国新型绿色电池工业》文中认为介绍了新型绿色环保电池的基本概念,从信息技术发展、环境保护需求、开发新能源等几个方面阐述了新型绿色环保电池的地位和作用,叙述了电池产品及相关技术发展趋势,分析了新型绿色环保电池的市场前景,预测了我国2000年移动通信手机以及电动工具对高能锂离子蓄电池和金属氢化物镍蓄电池的市场需求量,从而提出了我国发展绿色环保电池工业技术的建议
郭永泉, 刘守兴, 潘岩, 陈勃涛, 陈开敏[10]2000年在《覆Co型Ni(OH)_2的性能研究》文中指出制备了覆Co型的Ni(OH ) 2 ,并对原粉和包覆粉进行了比较研究。结果表明 :包覆Co的Ni(OH ) 2 比原粉在电化学性能上有较大的提高。覆Co能改善正极主反应充电效率 ,大大提高电极初始电容量 ,减缓衰降。包覆粉中Co化合物与Ni(OH) 2 颗粒结合紧密 ,在将来的电池制作中 ,可使包覆粉在极片涂膏时 ,容易涂入更多的活性物质 ,即提高活性物质填充量 ,进而提高电池的容量。
参考文献：
[1]. MH-Ni电池若干关键性能的研究[D]. 王可. 中国科学院上海冶金研究所. 2001
[2]. 电动车用MH-Ni动力电池[J]. 吴伯荣. 电源技术. 2000
[3]. 高倍率A型MH-Ni电池的制备及其性能[J]. 侯宪鲁, 南俊民, 韩东梅, 赵军锋. 应用化学. 2004
[4]. 储氢合金电极中添加碳纳米管对镍氢电池性能的影响[D]. 陈雨婷. 广东工业大学. 2008
[5]. 掺杂α-Ni(OH)_2的合成及其电化学性能研究[D]. 翟海军. 湘潭大学. 2002
[6]. 锂离子动力电池的制作与性能研究[D]. 刘云建. 中南大学. 2009
[7]. MH-Ni电池1.2V放电电压平台的电化学研究[J]. 邢政良, 李国勋, 萧今声, 王超群. 电源技术. 2000
[8]. MH-Ni电池用AB_5型贮氢合金电化学行为的研究[D]. 原鲜霞. 中国科学院研究生院（上海微系统与信息技术研究所）. 2002
[9]. 跨入新世纪的中国新型绿色电池工业[J]. 陈景贵. 电源技术. 2000
[10]. 覆Co型Ni(OH)_2的性能研究[J]. 郭永泉, 刘守兴, 潘岩, 陈勃涛, 陈开敏. 电源技术. 2000
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